适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法及系统，所述方法包括：步骤S1、获取图像信息；步骤S2、图像预处理步骤；包括光线补偿步骤、灰度转化步骤、高斯平滑步骤；步骤S3、人脸定位步骤，标记设定脸部特征，所述设定脸部特征包括眼睛、鼻尖、嘴唇；步骤S4、在所述人脸定位模块定位后的人脸图片中提取特征；提取的特征包括总体特征以及双眼部位、鼻子部位、嘴巴部位这些关键部位的特征值；步骤S5、人脸识别步骤；通过与库存中的特征向量进行比较，找出与特征最相近的参数，再对该参数进一步分析。本发明专利技术提出的适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法及系统，可提高人脸识别的准确性和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法及系统
本专利技术属于人脸识别
，涉及一种人脸识别系统，尤其涉及一种适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法及系统。
技术介绍
人脸识别是机器视觉和模式识别领域最富有挑战性的课题之一，同时也具有较为广泛的应用意义。人脸识别技术是一个非常活跃的研究领域，它覆盖了数字图像处理、模式识别、计算机视觉、神经网络、心理学、生理学、数学等诸多学科的内容。如今，虽然在这方面的研究已取得了很多成果，但是实用应用中仍面临着很多问题,尤其是老年人的人脸识别。和常规人群相比，老年人采集的人脸图片具有特殊的困难，主要原因在于：(1)老年人的面部退化。例如很多老年人的双眼都眯起来了，提取眼部特征的难度要大很多。(2)老年人有时无法配合采集，老年人通常反应迟缓，有些老年人常年卧床，无法配合采集，姿态，光照确实很差。如何能正确识别老年人并满足实时性要求是迫切需要解决的问题。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的人脸识别方式，以便克服现有人脸识别方式存在的上述至少部分缺陷。专利技术内容本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤S1、获取图像信息；/n步骤S2、图像预处理步骤；包括光线补偿步骤、灰度转化步骤、高斯平滑步骤；/n步骤S21、光线补偿步骤；抵消整个图像中存在的色彩偏差，将整个图像中的所有像素的亮度按照设定顺序进行排列，取亮度高于设定值的设定范围的像素，然后线性放大，使这些像素的平均亮度达到设定值；/n步骤S22、灰度转化步骤；将图像变成灰色，将彩色转换成灰度，对灰度进行比例变换，灰度线性变换，灰度线性截断，灰度取反；/n步骤S23、平滑步骤；对经过所述灰度转化步骤灰度转化后的图像进行平滑处理；/n步骤S3、人脸定位步骤，标...

【技术特征摘要】
1.一种适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、获取图像信息；
步骤S2、图像预处理步骤；包括光线补偿步骤、灰度转化步骤、高斯平滑步骤；
步骤S21、光线补偿步骤；抵消整个图像中存在的色彩偏差，将整个图像中的所有像素的亮度按照设定顺序进行排列，取亮度高于设定值的设定范围的像素，然后线性放大，使这些像素的平均亮度达到设定值；
步骤S22、灰度转化步骤；将图像变成灰色，将彩色转换成灰度，对灰度进行比例变换，灰度线性变换，灰度线性截断，灰度取反；
步骤S23、平滑步骤；对经过所述灰度转化步骤灰度转化后的图像进行平滑处理；
步骤S3、人脸定位步骤，标记设定脸部特征，所述设定脸部特征包括眼睛、鼻尖、嘴唇；
步骤S4、在所述人脸定位模块定位后的人脸图片中提取特征；提取的特征包括总体特征以及双眼部位、鼻子部位、嘴巴部位这些关键部位的特征值；
构建拓扑图的拉普拉斯矩阵，将人脸映射到图G＝(V,E)，其中V是图的顶点集合，E是图的边集合；则其Laplacian矩阵的定义为Laplacian＝D-A；其中，D是顶点的度矩阵、即对角矩阵，对角线上元素依次为各个顶点的度，A是图的邻接矩阵；
分解图谱；拉普拉斯矩阵是半正定对称矩阵，根据矩阵特征值定理，存在线性无关的特征向量；取这N个特征向量作为人脸的特征；
步骤S5、人脸识别步骤；通过与库存中的特征向量进行比较，找出与特征最相近的参数，再对该参数进一步分析；如果分析在所确认的范围内，则认为该人即为寻找标的；然后从库存中提取出该人相关的信息，并显示出来；如果库存中没有，则给出提示是否对存库作为样本。


2.根据权利要求1所述的适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法，其特征在于：
步骤S21中，将整个图像中的所有像素的亮度从高到低进行排列，取前5％的像素，然后线性放大，使这些像素的平均亮度达到255；步骤S21包括调整图片像素的RGB值。


3.根据权利要求1所述的适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法，其特征在于：
步骤S23中，对经过所述灰度转化步骤灰度转化后的图像进行高斯平滑处理。


4.根据权利要求1所述的适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法，其特征在于：
步骤S4中，在二维空间中为人脸建立属性拓扑图，把拓扑图放置在人脸上，每一节点包含一特征向量，其记录人脸在该顶点附近的分布信息，节点间的拓扑连接关系用几何距离来标记，从而构成基于二维拓扑图的人脸描述。


5.根据权利要求1所述的适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配方法，其特征在于：
步骤S5中，利用该方法进行人脸识别时，同时考虑节点特征向量匹配和相对几何位置匹配；在待识别人脸图像上扫描拓扑图结构并提取相应节点特征向量，把不同位置的拓扑图和库中人脸模式的拓扑图之间的距离作为相似性度量；此外，用一个能量函数来评价待识别人脸图像向量场和库中已知人脸向量场间的匹配度，即最小能量函数时的匹配；
保留人脸的拓扑结构和局部特征，通过局部节点调节和弹性图变形，以及局部特征的多级Gabor变换描述。


6.一种适用于老年人脸比对的自适应拓扑图匹配系统，其特征在于，所述系统包括：图像获取模块、图...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈英时，左建锋，杨凯锋，
申请(专利权)人：上海看看智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31